RU2185979C2

RU2185979C2 - Wing-in-ground effect craft

Info

Publication number: RU2185979C2
Application number: RU98104890A
Authority: RU
Inventors: Ю.В. Макаров
Original assignee: Макаров Юрий Васильевич
Priority date: 1998-03-16
Filing date: 1998-03-16
Publication date: 2002-07-27

Abstract

FIELD: hovering craft. SUBSTANCE: invention relates to dynamic air cushion vehicles. It has fuselage with tail unit and stub wing. One or several engines with propeller are installed under stub wing. Side and tail edges of wing are arranged in one plane. Wing ribs are mated with craft fuselage boards and are installed at angle of 5-16 degrees relative to above-indicated plane. Lower surface of wing is dome-like. Tail and side edges of wing are made of armored material and form flexible guard of air cushion. Propellers are arranged under wing. Surface of wing before plane of propeller rotation is lowered below end of propeller blade and it extends behind plane of propeller rotation forming ring channel before propeller. EFFECT: improved aerodynamic characteristics, simplified design of wing-in-ground effect craft. 6 dwg

Description

Изобретение относится к области воздушного транспорта, а именно к аппаратам на динамической воздушной подушке, использующим экранный эффект при своем движении. Изобретение может быть использовано при разработке экранолетов народнохозяйственного назначения. The invention relates to the field of air transport, and in particular to devices based on a dynamic air cushion, using the screen effect in their movement. The invention can be used in the development of ekranoleta economic purposes.

Из технической литературы известен легкий экранолет Х-113 (см. кн. Н.И. Белавин "Экранопланы", Л.: Судостроение, 1977 г., с.98-99), состоящий из центроплана, выполненного в виде крыла малого удлинения треугольной формы в плане, в задней части которого установлено Т-образное хвостовое оперение. Над крылом на пилоне расположен двигатель с воздушным винтом. Экранолет имеет поплавки остойчивости и концевые шайбы с элеронами. From the technical literature, the lightweight X-113 ekranot is known (see the book by N.I. Belavin "Ekranoplans", L .: Sudostroenie, 1977, p. 98-99), consisting of a center section made in the form of a wing of small elongation, triangular forms in plan, in the back of which a T-tail is installed. Above the wing on the pylon is an engine with a propeller. The ekranolet has stability floats and end washers with ailerons.

Известен также четырехместный экранолет Х-114 (см. там же с.118 и 146-147), который имеет два водоизмещаюших поплавка, корпус расположенный на передней кромке крыла над поверхностью экрана и мотоустановку с толкающим воздушным винтом, расположенную на пилоне над треугольным крылом в плане. По концам крыла установлены концевые шайбы с элеронами, а в его задней части - Т-образное хвостовое оперение. Also known is the four-seater X-114 ekranolet (see ibid. P. 118 and 146-147), which has two displacement floats, a body located on the leading edge of the wing above the screen surface, and a motor unit with a pushing propeller located on the pylon above the delta wing in plan. At the ends of the wing end washers with ailerons are installed, and in its rear part a T-shaped tail assembly.

Недостатком указанных устройств является обособленность основных агрегатов (фюзеляжа, лодки, хвостового оперения) в аэродинамической компоновке экранолета, что приводит к повышению аэродинамического сопротивления и массы его конструкции. The disadvantage of these devices is the isolation of the main units (fuselage, boat, tail) in the aerodynamic layout of the ekranolet, which leads to an increase in aerodynamic drag and the mass of its structure.

Прототипом предлагаемого изобретения является экранолет по заявке на патент Германии 1234535 А, МПК В 60 V 1/08, опублик. 16.02.1967, который состоит из корпуса с хвостовым оперением и крыла малого удлинения, над которым установлен один двигатель с воздушным винтом. The prototype of the invention is ekrolet according to the application for a patent of Germany 1234535 A, IPC B 60 V 1/08, published. 02.16.1967, which consists of a body with a tail unit and a wing of small elongation, over which one engine with a propeller is installed.

Недостатками прототипа являются сложная конструкция, низкое аэродинамическое качество и высокая потребная мощность двигателя для создания воздушной подушки. The disadvantages of the prototype are the complex design, low aerodynamic quality and high required engine power to create an air cushion.

Технической задачей данного изобретения является повышение аэродинамического качества экранолета и упрощение его конструкции. The technical task of the invention is to increase the aerodynamic quality of the ekranolet and simplify its design.

Указанная задача решается следующим образом. The specified problem is solved as follows.

Боковые и задние кромки крыла расположены в единой плоскости, а нервюры крыла, сопряженные с бортами корпуса экранолета, установлены под углом 5-16^o к указанной плоскости, нижней поверхности крыла задана куполообразная форма, кроме того, задняя и боковые кромки крыла выполнены из гибкого армированного материала и образуют гибкое ограждение воздушной подушки, воздушные винты расположены над крылом, перед плоскостью вращения винта поверхность крыла опущена вниз ниже конца лопасти винта и распространяется за плоскость вращения винта, образуя кольцевой канал перед винтом.The lateral and trailing edges of the wing are located in a single plane, and the ribs of the wing, paired with the sides of the winged hull, are set at an angle of 5-16 ^o to the specified plane, the lower surface of the wing is set to a dome shape, in addition, the rear and side edges of the wing are made of flexible reinforced material and form a flexible enclosure of the air cushion, the propellers are located above the wing, in front of the plane of rotation of the screw, the wing surface is lowered below the end of the blade of the screw and extends beyond the plane of rotation of the screw, the image ring channel in front of the screw.

На фиг.1, 2 и 3 - четырехместный экранолет показан сбоку, сверху и спереди;
на фиг.4 и 5 - 30-местный экранолет с двумя двигателями показан сбоку и спереди;
на фиг.6 - изображен 2-моторный экранолет сверху.In Fig.1, 2 and 3 - four-seater screen is shown on the side, top and front;
Figures 4 and 5 show a 30-seat screen with two engines shown side and front;
figure 6 - shows a 2-motor ekranolet from above.

Экранолет состоит из корпуса (фюзеляжа) 1, к которому пристыковано крыло 2, на котором закреплено хвостовое оперение, состоящее из киля 3 с рулем поворота 4 и стабилизатора 5 с рулем высоты 6. Снизу под крылом расположен водный руль 7 поворота для маневрирования по воде. The ekranolet consists of a hull (fuselage) 1, to which a wing 2 is docked, on which a tail unit is fixed, consisting of a keel 3 with a steering wheel 4 and a stabilizer 5 with a height wheel 6. Below the wing there is a water steering wheel 7 for maneuvering by water.

В корпусе расположена кабина экипажа и пассажиров. Корпус, кроме того, рассчитан на транспортировку грузов. The crew cabin and passengers are located in the building. The housing, in addition, is designed for transportation of goods.

На экранолете установлен один или несколько двигателей 8 с воздушным винтом 9. Двигатель установлен на мотораме 10. One or several engines 8 with a propeller 9 are installed on the ekranolet. The engine is mounted on an engine mount 10.

На концевых участках крыла закреплены концевые шайбы 11 с элеронами 12. На концах крыла расположены несущие поплавки 13 или поплавки остойчивости 14, когда корпус экранолета выполнен водоизмещающим (фиг.1-3). At the end sections of the wing, end washers 11 with ailerons 12 are fixed. At the ends of the wing are carrier floats 13 or stability floats 14, when the wing body is displaced (Figs. 1-3).

Несущие поплавки снизу имеют покрытие из листа 15, обладающего высокими антифрикционными свойствами (листовой полиэтилен, фторопласт). Между листом 15 с низким сопротивлением трения и жестким корпусом поплавка установлен эластичный слой материала или надувные баллоны 16, размещенные по всей длине поплавка и разделенные на отдельные секции. Bearing floats from below have a coating of sheet 15 having high antifriction properties (polyethylene sheet, fluoroplastic). Between the sheet 15 with low friction resistance and the rigid body of the float is an elastic layer of material or inflatable balloons 16, placed along the entire length of the float and divided into separate sections.

Задние и боковые кромки 17 крыла выполнены из листового гибкого материала. Они приклепаны к несущей задней кромке 18 крыла, которая выполнена силовой. Кромки 17 выполнены, например, из листовой пористой резины (или полиуретана) с удельным весом 0,2-0,3 кг/м², она имеет положительную плавучесть. Лист 17 армирован капроновой или тонкой металлической сеткой.The trailing and lateral edges of the wing 17 are made of flexible sheet material. They are riveted to the bearing trailing edge 18 of the wing, which is made power. The edges 17 are made, for example, of sheet porous rubber (or polyurethane) with a specific gravity of 0.2-0.3 kg / m ² , it has positive buoyancy. Sheet 17 is reinforced with kapron or thin metal mesh.

Наружный контур задней и боковых кромок 17 выполнен по эллептической кривой. А несущие силовые кромки 18 крыла для упрощения конструкции и обеспечения ее технологичности расположены по прямой линии. The outer contour of the trailing and lateral edges 17 is made according to an elliptic curve. And the supporting force edges 18 of the wing to simplify the design and ensure its manufacturability are located in a straight line.

Эластичные задние и боковые кромки крыла, пневматические баллоны водоизмещающих поплавков и выдвижные предкрылки 19 образуют гибкое ограждение статической воздушной подушки. Предкрылок выполнен автоматически отклоняющимся традиционной схемы, он отклоняется относительно оси 20 при появлении избыточного давления под крылом. Предкрылок отклоняется по бортовым направляющим 21. На двухмоторном экранолете направляющие выполнены выдвижными из корпуса (не показаны). The elastic trailing edges of the wing, the pneumatic cylinders of the displacement floats and the retractable slats 19 form a flexible enclosure of the static air cushion. The slat is made automatically deviating from the traditional scheme; it deviates relative to axis 20 when excessive pressure appears under the wing. The slat is deflected along the side rails 21. On a twin-engine ekranolet, the rails are sliding out of the body (not shown).

Нижняя поверхность крыла имеет куполообразную форму с целью образования воздушной подушки под ним. Для этого бортовые нервюры 22 крыла расположены под углом 5-16^o, а задние и боковые кромки крыла находятся в единой горизонтальной плоскости. Для создания купола под крылом передние кромки 23 крыла направлены к корпусу (к вертикальной оси) под углом 5-16^o. Таким образом, под крылом образуется купол воздушной подушки, ограниченный по периметру гибким ограждением.The lower surface of the wing is domed in order to form an air cushion underneath. To do this, the side ribs 22 of the wing are located at an angle of 5-16 ^o , and the rear and side edges of the wing are in a single horizontal plane. To create a dome under the wing, the leading edges of the wing 23 are directed to the body (to the vertical axis) at an angle of 5-16 ^o . Thus, under the wing, an air cushion dome is formed, limited along the perimeter by a flexible fence.

Нагнетание воздуха под крыло осуществляют с помощью воздушного винта 9, плоскость вращения которого пересекает плоскость крыла. The air is injected under the wing using the propeller 9, the plane of rotation of which intersects the plane of the wing.

Воздушный винт расположен перед ковшеобразным воздухозаборником 24, который образован выступающей вверх верхней поверхностью крыла и нижней поверхностью, замкнутых на острую переднюю кромку 25 воздухозаборника. The propeller is located in front of the bucket-shaped air intake 24, which is formed by the upper surface of the wing protruding upward and the lower surface, which are closed to the sharp front edge 25 of the air intake.

Перед плоскостью вращения винта поверхность крыла опущена вниз ниже конца лопасти винта и распространяется за плоскость вращения винта, образуя кольцевой канал и эллипсоидную впадину 26 перед винтом. Таким образом, при работе винта часть воздуха, отсасываемая с поверхности крыла, нагнетается через воздухозаборник вниз под крыло в купол статической воздушной подушки. Before the plane of rotation of the screw, the wing surface is lowered below the end of the blade of the screw and extends beyond the plane of rotation of the screw, forming an annular channel and an ellipsoidal depression 26 in front of the screw. Thus, during the operation of the screw, a part of the air sucked from the wing surface is pumped through the air intake down under the wing into the dome of the static air cushion.

Для увеличения эффективности работы воздушных винтов, расположенных над крылом, их устанавливают в диапазоне 15-70% корневой хорды крыла - вк. При этом воздушные потоки, движущийся над крылом (отсасываемый) и проходящий сверху воздухозаборника, обеспечивают повышение разрежения над крылом. А нагнетаемый вниз воздух создает под крылом равномерное повышение давления. Для создания большей площади активного потока над крылом необходимо повысить площадь крыла, омываемую потоком воздуха сверху. Поэтому пересечение плоскости вращения винта с теоретической плоскостью 27 крыла принимают по возможности максимальным в пределах 20-80% размаха крыла. To increase the efficiency of the propellers located above the wing, they are installed in the range of 15-70% of the root chord of the wing - vk. In this case, air flows moving above the wing (suctioned) and passing from above the air intake, provide increased vacuum above the wing. And the air pumped down creates a uniform increase in pressure under the wing. To create a larger area of active flow above the wing, it is necessary to increase the area of the wing, washed by the air flow from above. Therefore, the intersection of the plane of rotation of the screw with the theoretical plane of the wing 27 is taken as maximum as possible within 20-80% of the wingspan.

Для повышения эффективности работы винта и для генерирования горизонтальных вихрей, движущихся сверху над крылом, кольцевой канал винта продолжают с помощью аэродинамических гребней 28. To increase the efficiency of the propeller and to generate horizontal vortices moving above the wing, the annular channel of the propeller is continued using aerodynamic ridges 28.

Полет предлагаемого экранолета происходит обычным для данного класса летательных аппаратов образом. После запуска двигателей и повышения оборотов воздушного винта растет давление в воздушной подушке за счет нагнетания воздуха через воздухозаборники вниз под крыло. The flight of the proposed ekranolet occurs in the usual way for a given class of aircraft. After starting the engines and increasing the speed of the propeller, the pressure in the air cushion increases due to the discharge of air through the air intakes down under the wing.

Предкрылок автоматически выпускается. На четырехместном легком экранолете установлено ручное управление закрылком. При выпущенном закрылке экранолет начинает разгон на воздушной подушке. При увеличении скорости движения до 40-50 км предкрылок от скоростного напора (который выше, чем в воздушной подушке) автоматически убирается (или на легком экранолете с помощью ручного привода). The slat is automatically released. On a four-seater lightweight winged wing set manual flap control. With the flap extended, the ekranolet starts acceleration on an air cushion. With an increase in the speed of movement up to 40-50 km, the slat from the high-pressure head (which is higher than in the air cushion) is automatically removed (or on a light winged vehicle using a manual drive).

Затем экранолет увеличивает скорость до крейсерской и совершает полет. Посадка экранолета осуществляется в обратном порядке. Then the ekranolet increases speed to cruising and makes a flight. The landing of the ekranolet is carried out in the reverse order.

На максимальной мощности двигателя экранолет выходит на статическую воздушную подушку на месте и затем начинает движение к месту старта. At maximum engine power, the ekranolet goes to a static air cushion in place and then begins to move to the launch site.

Экранолет совершает полет на высоте 1-2 м, т.е. на высоте значительного действия экранного эффекта и оптимального пилотирования. Эволюции в воздухе и посадка экранолета осуществляются так же, как и самолета с силовой установкой, обеспечивающей небольшой избыток мощности и вертикальную скорость полета до 1 м/с. The ekranolet flies at a height of 1-2 m, i.e. at the height of the significant effect of the screen effect and optimal piloting. Evolution in the air and the landing of the ekranolet are carried out in the same way as an airplane with a power plant, providing a small excess of power and a vertical flight speed of up to 1 m / s.

По сравнению с прототипом предложенный экранолет имеет большее аэродинамическое качество, меньшее гидродинамическое сопротивление и лучшие эксплуатационные свойства. Относительная масса предложенного экранолета ниже, чем у прототипа благодаря оптимальности обводов наружных и аэродинамических форм. Compared with the prototype, the proposed ekranolet has a higher aerodynamic quality, less hydrodynamic resistance and better operational properties. The relative mass of the proposed ekranoleta lower than that of the prototype due to the optimality of the contours of the external and aerodynamic forms.

Claims

Ekranolet, consisting of a body with a tail unit and a wing of small elongation, over which one or several engines with a propeller are installed, characterized in that the side and rear edges of the wing are located in a single plane, and the wing ribs associated with the sides of the wing of the aircraft are installed under 5-16 ^o angles to said plane, the lower surface of the wing is defined domed shape, in addition, back and side edges of the wing are made of a flexible material and form a reinforced flexible guard of the air cushion, air e screws are located above the wing, before the plane of rotation of the rotor wing surface is lowered down below the end of the propeller blades and extends past the plane of rotation of the screw, forming an annular channel in front of the screw.